Най-важното от урока
Алкални метали (IA група): Сребърнобели, меки, много реактивни метали с постоянна първа валентност. Пример: \( 2\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{NaCl} \).
Оксиди и основи: Образуват основни оксиди (\( \text{M}_2\text{O} \)) и силни основи (\( \text{MOH} \)). Основите оцветяват лакмус в синьо. Пример: \( \text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} \).
Неутрализация: Реакция между основа и киселина, при която се получава сол и вода. Пример: \( \text{KOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O} \).
Масова част (\(\omega\)): Количествена характеристика на състава. \( \omega = \frac{m_{\text{част}}}{m_{\text{цяло}}} \).
Оксиди и основи: Образуват основни оксиди (\( \text{M}_2\text{O} \)) и силни основи (\( \text{MOH} \)). Основите оцветяват лакмус в синьо. Пример: \( \text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} \).
Неутрализация: Реакция между основа и киселина, при която се получава сол и вода. Пример: \( \text{KOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O} \).
Масова част (\(\omega\)): Количествена характеристика на състава. \( \omega = \frac{m_{\text{част}}}{m_{\text{цяло}}} \).
Алкалните метали са елементите от IA група на периодичната система: литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Те са меки, сребърнобели метали с ниска плътност, които са много химически активни.
В съединенията си алкалните метали са винаги от постоянна първа валентност. Те лесно отдават единствения си електронен във външния слой и образуват положителни йони със заряд 1+ (напр. \( \text{Na}^+ \)).
При внасяне в пламък, солите на алкалните метали го оцветяват в характерен цвят, което се използва за тяхното разпознаване.
Натрият (Na) е мек метал, по-лек от водата. Той реагира бурно с вода, като се получава натриева основа и се отделя водород:
\[ 2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 \]
С какъв неметал трябва да реагира калий (K), за да се получи солта калиев хлорид (KCl)? Напишете химичното уравнение.
Трябва да реагира с хлор (\( \text{Cl}_2 \)).
\[ 2\text{K} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{KCl} \]
Алкалните метали реагират активно с кислорода, но в зависимост от условията и метала се получават различни продукти: оксиди, пероксиди или супероксиди.
- Литият образува оксид: \( 4\text{Li} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Li}_2\text{O} \)
- Натрият образува пероксид: \( 2\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{O}_2 \)
- Калий, рубидий и цезий образуват супероксиди: \( \text{K} + \text{O}_2 \rightarrow \text{KO}_2 \)
При обикновени условия на въздуха натрият потъмнява, защото реагира с кислорода и се покрива със слой от динатриев оксид (\( \text{Na}_2\text{O} \)) и натриев пероксид (\( \text{Na}_2\text{O}_2 \)). Затова се съхранява в петрол.
\[ 4\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Na}_2\text{O} \]
Какъв продукт се получава при взаимодействие на литий (Li) с кислород?
Получава се дилитиев оксид (\(\text{Li}_2\text{O}\)).
Основни оксиди: Оксиди на алкалните метали (с обща формула \( \text{M}_2\text{O} \)), които при взаимодействие с вода образуват основи.
Основи (алкални хидроксиди): Съединения с обща формула \( \text{MOH} \), които във воден разтвор се дисоциират (разпадат) на метален йон (\( \text{M}^+ \)) и хидроксиден йон (\( \text{OH}^- \)). Наличието на \( \text{OH}^- \) йони определя основните им свойства.
Генетичен ред: \( \text{алкален метал} \xrightarrow{+O_2} \text{основен оксид} \xrightarrow{+H_2O} \text{основа} \)
Водните разтвори на основите променят цвета на индикаторите: лакмусът посинява, а фенолфталеинът става малиновочервен.
Динатриевият оксид (\( \text{Na}_2\text{O} \)) е основен оксид. Той реагира с вода и образува натриев хидроксид (\( \text{NaOH} \)), който е основа.
\[ \text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} \]
Във вода \( \text{NaOH} \) се дисоциира: \( \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \)
Довършете уравнението, което описва получаването на калиева основа от съответния оксид: \( \text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{?} \)
\( \text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{KOH} \)
Неутрализация е химична реакция между основа и киселина, при която се получават сол и вода. Този процес е съпроводен с отделяне на топлина.
\[ \text{основа} + \text{киселина} \rightarrow \text{сол} + \text{вода} \]
При смесване на разтвори на натриева основа и солна киселина протича неутрализация и се получава готварска сол (натриев хлорид) и вода.
\[ \text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \]
Какви продукти ще се получат при неутрализация на калиева основа (\(\text{KOH}\)) със солна киселина (\(\text{HCl}\))? Напишете уравнението.
Ще се получат калиев хлорид (сол) и вода.
\[ \text{KOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O} \]
Масовата част е безразмерна величина, която показва каква част от общата маса на дадено съединение или смес се пада на определен негов компонент. Често се изразява в проценти (%).
Масова част на елемент в съединение:
\[ \omega_{\text{(елемент)}} = \frac{n \cdot A_{\text{r (елемент)}}}{M_{\text{r (съединение)}}} \]
Масова част на вещество в разтвор:
\[ \omega_{\text{(вещество)}} = \frac{m_{\text{(вещество)}}}{m_{\text{(разтвор)}}} \]
Да се изчисли масовата част на натрия в натриевата основа (\(\text{NaOH}\)).
\( A_r(\text{Na}) = 23 \), \( A_r(\text{O}) = 16 \), \( A_r(\text{H}) = 1 \).
\( M_r(\text{NaOH}) = 23 + 16 + 1 = 40 \).
\[ \omega_{\text{(Na)}} = \frac{1 \cdot 23}{40} = 0.575 \text{ или } 57.5\% \]
В 90 g вода са разтворени 10 g натриев хлорид (\( \text{NaCl} \)). Каква е масовата част на солта в получения разтвор?
Масата на разтвора е \( m_{\text{(разтвор)}} = 90 \text{ g} + 10 \text{ g} = 100 \text{ g} \).
\[ \omega_{\text{(NaCl)}} = \frac{10 \text{ g}}{100 \text{ g}} = 0.1 \text{ или } 10\% \]
Задачи за упражнение
Лесна: Напишете химичното уравнение за взаимодействието между метала литий (Li) и неметала сяра (S), като знаете, че се получава солта дилитиев сулфид (\(\text{Li}_2\text{S}\)).
\[ 2\text{Li} + \text{S} \rightarrow \text{Li}_2\text{S} \]
Средна: Имате на разположение разтвор на калиева основа (\(\text{KOH}\)). Как с помощта на индикатор ще докажете, че разтворът е основен, и как с помощта на въглероден диоксид (\(\text{CO}_2\)) ще го превърнете в сол? Напишете уравнението за втората реакция.
1. Добавяме няколко капки лакмус, който ще оцвети разтвора в син цвят, или фенолфталеин, който ще го оцвети в малиновочервено.
2. При пропускане на \( \text{CO}_2 \) през разтвора се получава солта калиев карбонат (\(\text{K}_2\text{CO}_3\)) и вода.
\[ 2\text{KOH} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{K}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} \]
Трудна: Изчислете каква маса натрий (Na) се съдържа в 200 g разтвор на натриева основа (\(\text{NaOH}\)) с масова част \( \omega = 5\% \).
(\(A_r(\text{Na})=23, A_r(\text{O})=16, A_r(\text{H})=1\))
Стъпка 1: Намираме масата на чистия \( \text{NaOH} \) в разтвора.
\[ m_{\text{(NaOH)}} = \omega \cdot m_{\text{(разтвор)}} = 0.05 \cdot 200 \text{ g} = 10 \text{ g} \]
Стъпка 2: Намираме масовата част на Na в \( \text{NaOH} \).
\[ M_r(\text{NaOH}) = 23 + 16 + 1 = 40 \]
\[ \omega_{\text{Na (в NaOH)}} = \frac{23}{40} = 0.575 \]
Стъпка 3: Намираме масата на Na в 10 g \( \text{NaOH} \).
\[ m_{\text{(Na)}} = \omega_{\text{Na (в NaOH)}} \cdot m_{\text{(NaOH)}} = 0.575 \cdot 10 \text{ g} = 5.75 \text{ g} \]
Отговор: В разтвора се съдържат 5.75 g натрий.
